Тайнан Сильвестр - Геймдизайн. Рецепты успеха лучших компьютерных игр от Super Mario и Doom до Assassin’s Creed и дальше

Плохой код может увеличить задержку еще больше, до пяти, шести, семи или более фреймов. Программисты несут ответственность за отсутствие в игре лишних фреймов с задержкой. Как только программисты убедились, что они не допустили ошибок и код не запаздывает, аппаратное обеспечение больше не позволяет снижения задержки ниже трех фреймов.

Единственный вариант – изменить длину каждого фрейма путем изменения общей кадровой частоты игры.

Но какую кадровую частоту нужно выбрать?

Некоторые ориентируются на фильмы или телевидение. Фильмы проигрываются со скоростью 24 к/с (кадра в секунду), а телевидение – со скоростью 30 к/с. Эти кадровые частоты были выбраны потому, что они являются нижними пределами, необходимыми для того, чтобы избежать заметного мерцания или полос изображения. Но мы не можем слепо применять эти стандарты к играм. Важная задержка в телевизоре – между одним кадром и следующим. Важная задержка в игре заключается между входным сигналом и откликом, который, как мы видели, в три-четыре раза длиннее.

Другие ищут ответ во времени реакции человека. Но это тоже не работает. Ответ, который мы ищем, не имеет никакого отношения к скорости, с которой игрок реагирует на игру. Он связан со скоростью, с которой игра реагирует на действия игрока, а также с тем, достаточно ли она быстрая, бесперебойная и синхронизированная.

На самом деле нет единой стандартной кадровой частоты, которая будет правильной для игры. Скорее это компромисс между графикой и откликами. Каждая миллисекунда дополнительной задержки делает игру немного медленнее, в то же время оставляя больше времени для визуализации сложной графики.

Игроки учатся нажимать на кнопки заранее, чтобы компенсировать задержку отклика управления. Длина задержки отклика управления в игре определяет, насколько раньше игроки должны нажимать на кнопки.

Например, представьте, что игрок шутера наводит прицел на цель с постоянной скоростью. Игрок видит, что цель будет под прицелом через 0,5 секунды. Представьте, что игра работает на скорости 30 к/с, а экран добавляет 50 мс запаздывания. Это значит, что общая задержка входного сигнала составляет 183 мс (четыре кадра по 1/30 секунды каждый плюс 50 мс от телевизора).

Если игрок стреляет, когда видит, что его прицел заходит на цель, он промажет, потому что входной сигнал не дойдет на экран еще в течение почти одной пятой секунды. К тому времени его прицел уже пройдет цель (игнорируя помощь при прицеливании). Таким образом, чтобы попасть в цель, он должен научиться нажимать на курок на несколько кадров раньше. Более длительные задержки означают, что игроки должны уметь прогнозировать дальнейшие события, что требует большего мастерства и ощущения меньшей синхронизации.

Правильная кадровая частота зависит от потребностей дизайна. Некоторые старые текстовые приключенческие игры запускались со скоростью менее 1 к/с, поскольку им требовалось время, чтобы набрать описание на экране, шутеры типа Quake 3 можно запускать со скоростью 200 к/с и больше. Игры с частотой 1 к/с являются жизнеспособными, если они пошаговые и управляются нажатием клавиш. Частота 200 к/с – это верхний уровень кадровой частоты, к которому стремятся те, кто играет в соревновательные шутеры на ПК. Эти игроки запускают игры 10-летней давности на оборудовании в 30 раз более мощном, чем лучшее из доступного на момент выхода игры. Так они хотят получить максимум конкурентного преимущества.

Тем не менее подавляющее большинство игр запускается на скорости 30 или 60 к/с. Немногие игроки могут почувствовать улучшение выше 60 к/с, а кадровые частоты меньше 30 к/с слишком низки, чтобы их можно было визуально заметить. Как правило, вы выбираете между этими двумя альтернативами. При 30 к/с, с оптимальной задержкой в четыре фрейма, задержка составляет от 100 до 133 мс плюс задержка экрана. При 60 к/с задержка падает до 50–67 мс плюс задержка экрана. В мире без ограничений по вычислительной мощности мы всегда выбираем 60 к/с. Однако в реальной жизни 60 к/с обходится дорого. Джон Кармак, легендарный разработчик игр Doom и Quake, заявил, что игра с частотой 60 к/с занимает около трети вычислительной мощности, доступной на фрейм, как и игра с частотой 30 к/с. Это дорогостоящий компромисс между графикой и технологической сложностью.

Выбор между 30 и 60 к/с зависит от предполагаемого мастерства игроков, типа интерфейса управления и особенностей эмоциональных триггеров игры. Игру, в основе которой лежит графика или нарратив, часто лучше оставить с частотой 30 к/с, потому что это позволяет получить более насыщенные визуальные эффекты. То же самое касается игры, в основе которой лежат навыки и которая не зависит от быстрого входного сигнала, как пошаговая стратегическая игра. Частота 60 к/с важна в тех случаях, когда опытные игроки взаимодействуют с системами, требующими быстрой реакции. Шутеры, гонки и файтинги являются наиболее распространенными кандидатами на частоту 60 к/с.

Зачастую другие заинтересованные стороны разработки проекта оказывают давление с целью отказаться от стандарта 60 к/с, даже если это правильный выбор. Это происходит по той причине, что затраты при частоте 60 к/с напрямую влияют на многие отдельные заинтересованные стороны в процессе разработки, при том что полезный эффект малозаметен. Художники хотят раздвинуть границы масштаба, детализации и красоты. Программисты хотят, чтобы больше циклов процессора увеличивало сложность ИИ и физических систем. Маркетологи и издатели хотят самые впечатляющие скриншоты и рекламу. Эти группы часто оправданно сомневаются в том, что необходимо пожертвовать двумя третями своей вычислительной мощности за фрейм для, казалось бы, невидимой выгоды. Так что существует определенная предвзятость против частоты 60 к/с. Вот почему дизайнерам всегда нужно усердно доказывать необходимость использования частоты в 60 к/с.

Дизайн входного сигнала

Входной сигнал трудно спроектировать, потому что его сложно воспринимать. Я наблюдал за командами разработчиков, которые проверяли игру, раздавали и передавали друг другу контроллер и не соглашались с тем, что на самом деле делает игра, хотя все действия происходили у них на глазах. С практикой можно научиться отличать хорошую чувствительность механизма управления от плохой. Но вы никогда не сможете точно знать, что происходит внутри, потому что это намеренно скрыто.

И чем лучше система входного сигнала, тем сложнее ее понять. Помните старое выражение: чем проще кажется задача, тем труднее ее решение. Это правило как нельзя лучше подходит для дизайна входного сигнала. Для игрока управление прыжками Марио и система прицеливания в Halo – это просто. Но за этой простотой скрываются сложные системы вероятностей, пограничных случаев и систем помощи.